ES2281059T3

ES2281059T3 - Cinta adhesiva especial para enmascarar marcos de ventanillas.

Info

Publication number: ES2281059T3
Application number: ES05111833T
Authority: ES
Inventors: Nicolai Dr. Bohm; Siegfried Krupke
Original assignee: Tesa SE
Current assignee: Tesa SE
Priority date: 2004-12-23
Filing date: 2005-12-08
Publication date: 2007-09-16
Anticipated expiration: 2025-12-08
Also published as: EP1674544B1; DE102004063330A1; ATE354621T1; EP1674544A1; DE502005000401D1; US20060141247A1

Abstract

Cinta autoadhesiva, especial para enmascarar marcos de ventanillas de automóviles, con un soporte formado por dos láminas superpuestas - la primera de poli(cloruro de vinilo) plastificado (sPVC) y la segunda de poli(etilen-tereftalato) (PET), estando ambas láminas unidas con una capa adhesiva de un polímero de éster acrílico, reticulado y exento de resina adherente, que se caracteriza por un microdesplazamiento de cizalladura menor de 60 µm (para un gramaje de 25 g/m2) y por una fuerza de deslaminación mayor de 3 N/cm - así como una masa autoadhesiva aplicada sobre el soporte.

Description

Cinta adhesiva especial para enmascarar marcos de ventanillas.

La presente invención trata de una cinta adhesiva especial para enmascarar marcos de ventanillas, sobre todo en carrocerías de automóvil recubiertas con pintura de inmersión catódica (KTL). La cinta adhesiva debe proteger el marco de la ventanilla contra el repintado durante los procesos posteriores de pintado y horneado, de modo que después de arrancar la cinta adhesiva se pueda pegar una luna de automóvil con un adhesivo de PU reactivo sobre el marco libre de las capas de apresto y de barniz.

Las lunas de automóvil suelen fijarse con juntas de goma en la carrocería del vehículo acabado de pintar. En los últimos años este procedimiento se ha sustituido cada vez más por el pegado de las lunas con adhesivos reactivos (a base de poliuretano por ejemplo). El adhesivo se aplica sobre la luna y ésta se coloca sobre la carrocería, apretando el cordón de adhesivo sobre el marco de la ventanilla.

Las lunas pegadas, y especialmente los parabrisas, sirven actualmente como elemento reforzante de la carrocería. En el caso extremo de que el vehículo vuelque, evitan que las columnas del techo se doblen. Por lo tanto, para la seguridad de un vehículo moderno frente a los accidentes, es decisivo que la adhesión tenga una resistencia
suficiente.

Las pinturas modernas del automóvil se componen de varias capas, que se aplican en el siguiente orden sobre la carrocería metálica imprimada (esquemáticamente):

-: pintura de inmersión por electroforesis, casi siempre pintura de inmersión catódica (KTL)

-: capa de apresto o funcional

-: pintura de color de acabado

-: barniz transparente

El pintado por electroforesis (pintado por electro-inmersión) es un proceso en que el recubrimiento tiene lugar por efecto de un campo eléctrico (50 hasta 400 V). La pieza a pintar, eléctricamente conductora, se introduce en el baño de pintura como ánodo o cátodo y la pared de la cuba funciona en la práctica como segundo electrodo.

La cantidad de pintura depositada es directamente proporcional a la cantidad de corriente aportada. La pintura electroforética se usa en concreto para capas de fondo, por ejemplo en la industria del automóvil. No hay pérdidas por pulverización y las películas obtenidas son muy uniformes, incluso en sitios de difícil acceso. Para pintar substratos no conductores, como por ejemplo plásticos, vidrio, cerámica, etc., se recurre a dotar las partículas de pintura de carga electrostática (el llamado pintado electrostático).

Si una vez concluido el proceso de pintado se pega una luna de automóvil sobre el marco de la ventanilla igualmente pintado, resultan los siguientes inconvenientes.

Teniendo en cuenta que el adhesivo de la luna debe adecuarse al barniz transparente, como substrato de la unión, la gran variedad de barnices empleados por un fabricante puede crear una complejidad innecesaria, porque habría que disponer de un buen número de adhesivos adaptados. Pero es más importante el hecho de que la resistencia total del pegado de una luna de automóvil depende del punto más débil del sistema de pintura multicapa, por lo cual dicha resistencia puede ser menor que la del adhesivo sobre el barniz transparente.

Por lo tanto es ventajoso colocar la luna sobre la capa de pintura inferior, es decir la capa de KTL. El número de preparados de KTL utilizados por un fabricante suele ser menor que el de barnices transparentes. Por un lado hay menos substratos definidos para el adhesivo de la luna y por otro, el sistema formado por metal imprimado/KTL/adhesivo de luna - con dos interfases - implica menos peligro de fractura que un sistema de pintado complejo.

Para tapar el marco de la ventanilla, tras la aplicación del KTL puede emplearse un plastisol de PVC, tal como el descrito en la patente EP 0 655 989 B1, el cual se aplica en forma líquida sobre el marco de la ventanilla, se repinta y durante la fase de horneado gelifica a temperaturas de al menos 163ºC formando un film sólido. El inconveniente de este método es que, una vez terminado el horneado, para desenmascarar hay que dejar libre un "asidero" de modo mecánico, con lo cual también es fácil que se dañe el KTL y haya peligro de posterior corrosión. En los marcos de las ventanillas la tira de plastisol pasa en parte varias veces por encima de juntas de PVC que rellenan costuras de soldadura. Durante la gelificación se observan a menudo fuertes adherencias entre dichas juntas y el plastisol de PVC que cubre el marco de la ventanilla, lo cual impide desenmascararlo sin problemas. También se observan contaminaciones del substrato de unión debidas al plastisol, que provocan fallos de adherencia en la interfase entre el adhesivo de la luna y la capa de KTL anteriormente enmascarada con el plastisol.

De este modo no se garantiza que la luna quede pegada con la seguridad requerida.

Es cierto que esto se puede contrarrestar mediante el empleo de una imprimación, pero esta operación requiere un trabajo intenso, produce emisiones de disolvente no deseadas y puede hacer necesario el retoque de la pintura por salpicaduras o goteos involuntarios.

Una posibilidad ventajosa para enmascarar marcos de ventanilla es el empleo de cintas autoadhesivas. Su ventaja respecto al plastisol es que tienen mucho menor grosor, entre 100 y 200 \mum, y por tanto menos peso de desperdicios por cada vehículo enmascarado. Pero a la vez tienen como inconveniente el peligro de desgarro del soporte de la cinta autoadhesiva, relativamente delgado, al arrancarla después del uso. Esto es debido, por un lado, a que durante el desenmascaramiento la cinta autoadhesiva debe atravesar y separar varias capas de pintura, con lo cual los bordes de la cinta siempre resultan dañados por pequeñas puntas de tamaño microscópico, formadas al quebrarse el barniz transparente, a partir de las cuales se puede desgarrar el soporte. Por otro lado, al dorso de la cinta autoadhesiva hay un sistema rígido de pintura multicapa de unas 100 \mum de espesor, que resta elasticidad al soporte y por lo tanto puede desgarrarlo fácilmente en caso de impactos puntuales.

Con la condición añadida de que una cinta autoadhesiva para este uso también se pueda aplicar automáticamente mediante un robot - en cuyo caso el soporte está sujeto a mayores cargas de tracción que en el uso manual - ha dado buen resultado que el soporte de una cinta autoadhesiva destinada al enmascaramiento de marcos de ventanilla esté formado por dos capas.

Desde hace muchos años se dispone de una cinta adhesiva especial para esta aplicación, cuyo soporte está formado por la unión de dos capas, una lámina de poli(cloruro de vinilo) flexible (sPVC) y otra de poli(etilen-tereftalato) (PET). En este caso la unión de ambas láminas se realiza con una masa autoadhesiva de caucho natural.

La lámina de PET da una gran resistencia a la tracción y el lado de sPVC encarado a la pintura proporciona la tenacidad y resistencia necesarias frente a las microaristas puntiagudas de la pintura desgarrada.

En principio un laminado es una solución adecuada para la aplicación de enmascarar marcos de ventanilla. Pero el inconveniente principal de la forma de ejecución arriba descrita es el uso de la masa autoadhesiva de caucho natural como adhesivo laminado. Al desenmascarar, el laminado dotado de esta capa de adhesivo tiende a partirse por toda la superficie, o al menos parte de ella, y luego en general a desgarrarse, seguramente como consecuencia de la carga térmica a la que se ve sometida la cinta autoadhesiva durante el secado de las capas de pintura. La separación parcial constituye en concreto un riesgo de seguridad, porque el color del film de PET que permanece sobre el marco de la ventanilla destaca muy poco del KTL y por tanto se puede pasar fácilmente por alto. Estos restos de PET constituyen un medio de adherencia totalmente inapropiado para el adhesivo de las lunas e impiden que éstas se peguen de modo seguro sobre las zonas afectadas.

En la patente DE 199 52 211 A1 se propone una superación de este defecto. En vez de un adhesivo laminado a base de una masa autoadhesiva de caucho natural se revela otro que está basado en polímeros de ésteres acrílicos. Tal como se indica en el ejemplo 1 de este documento, esto vale especialmente para aquellos polímeros que van combinados con resinas adherentes. Como condición de ensayo para comprobar su estabilidad, la cinta autoadhesiva se somete a una carga térmica de 40 minutos a 170ºC, seguido de 30 minutos a 130ºC. Bajo esta carga la composición propuesta para el producto funciona realmente bien.

Sin embargo se ha demostrado en la práctica que este tipo de producto no aporta la mejora esperada. Se producen deslaminaciones al debilitarse la cohesión del adhesivo laminado.

La causa principal es que las condiciones de proceso durante el secado de la pintura no varían solamente entre fabricantes de automóviles, sino a veces incluso entre las fábricas. Así, por ejemplo, la cinta adhesiva se despliega a veces antes y a veces después de hornear el sellador de la soldadura; por lo tanto en el primer caso se sobrecarga con un ciclo adicional de temperatura, tras el horneado del apresto y del barniz transparente. En las fábricas donde tienen lugar las peculiaridades siempre reinan unas condiciones de horneado más duras que en aquellas donde hay pocas o ninguna. Sobre todo hay que tener en cuenta que los hornos de secado funcionan dentro de ventanas de proceso, es decir, de manera definida respecto al tiempo de permanencia y a los límites superiores e inferiores de temperatura a los que se puede someter la carrocería.

En las carrocerías brutas secadas en el margen superior de la ventana de proceso la cuota de fallos es mucho mayor que en el caso de las secadas en el margen inferior. Un límite superior del proceso, inusualmente duro, pero que ocurre en la práctica y debe resistir la cinta, es, por ejemplo, una carga térmica de 50 minutos a 170ºC, seguido de 50 minutos a 165ºC, y luego seguido de 80 minutos a 145ºC. Es evidente que estas condiciones son considerablemente más duras que las ensayadas en la patente DE 199 52 211 A1, las cuales no satisfacen por tanto casos prácticos más
exigentes.

La debilidad cohesiva de un laminado según el ejemplo 1 de la patente DE 199 52 211 A1 es probablemente la consecuencia de una degradación térmica del peso molecular del polímero de éster acrílico, favorecida posiblemente mediante la resina, la cual, como sustancia de bajo peso molecular, siempre debilita la cohesión.

Los polímeros de éster acrílico exentos de resinas adherentes tampoco resultan en general muy adecuados cuando se someten a cargas térmicas más duras, como 50 minutos a 170ºC, seguido de 50 minutos a 165ºC, y luego seguido de 80 minutos a 145ºC, pues presentan debilidades cohesivas análogas o incluso de la misma magnitud que los polímeros de éster acrílico que llevan resinas adherentes.

La presente invención resuelve el problema con una cinta autoadhesiva especial para enmascarar marcos de ventanillas, provista de un material soporte que no presenta los inconvenientes del estado técnico o no en la misma medida. Sobre todo, la cinta autoadhesiva tiene que poder arrancarse sin deslaminación, es decir, sin separación de los dos filmes (de PET y de sPVC) que constituyen el laminado, incluso tras las condiciones de horneado más duras que se presenten en la práctica, de tal modo que, después de retirar la cinta autoadhesiva, pueda pegarse una luna de automóvil con un adhesivo de PU reactivo sobre la capa de KTL del marco de ventanilla, como substrato de unión.

Esta tarea se resuelve con una cinta autoadhesiva como la expuesta en la reivindicación principal. Las reivindicaciones subsiguientes tienen por objeto perfeccionamientos ventajosos de la cinta autoadhesiva.

Según ello, la presente invención se refiere a una cinta autoadhesiva, especial para enmascarar marcos de ventanillas de automóviles, que lleva un soporte formado por dos láminas superpuestas - la primera de poli(cloruro de vinilo) plastificado (sPVC) y la segunda de poli(etilen-tereftalato) (PET), estando ambas láminas unidas con una capa adhesiva de un polímero de éster acrílico, reticulado y exento de resina adherente, que se caracteriza por un microdesplazamiento de cizalladura menor de 60 \mum (para un gramaje de 25 g/m^{2}) y por una fuerza de deslaminación mayor de 3 N/cm - así como una masa autoadhesiva aplicada sobre el soporte.

En este caso la masa autoadhesiva puede estar aplicada sobre la primera o la segunda lámina.

Según una primera forma de ejecución ventajosa, el grosor total del soporte bicapa es de 90 hasta 300 \mum, preferentemente de 130 hasta 250 \mum.

De modo igualmente ventajoso, el dorso del material soporte, libre de masa adhesiva, puede llevar un barniz separador que facilite el desenrollado, sobre todo cuando la masa se adhiere bien al dorso. El barniz separador se recomienda especialmente cuando hay que enrollar el material sin ningún medio de separación, como un papel o una lámina. Simultáneamente debería garantizar la adherencia segura del apresto y de la pintura.

Según otra forma de ejecución preferida, la capa de adhesivo formada por el polímero de éster acrílico, libre de resina adherente y reticulado, de acuerdo con la presente invención, tiene un gramaje de 5 hasta 60 g/m^{2}, preferentemente de 10 hasta 40 g/m^{2}.

El adhesivo laminado conforme a la presente invención, basado en polímeros de éster acrílico, es un copolímero de diversos ésteres acrílicos como, por ejemplo, acrilato de n-butilo, acrilato de t-butilo, metacrilato de n-butilo, metacrilato de t-butilo, acrilato de 2-etilhexilo, acrilato de metilo, acrilato de etilo, metacrilato de metilo, metacrilato de hidroxietilo, acrilato de hidroxietilo, acrilato de hidro-xipropilo, acrilato de estearilo, acrilato de isobornilo, metacrilato de glicidilo, pero también, dado el caso, de ácido acrílico o de monómeros no acrílicos como acetato de vinilo, o una mezcla de distintos homopolímeros o copolímeros formados por monómeros de éster acrílico, el cual está reticulado con métodos apropiados. Este adhesivo laminado no se mezcla con resinas adherentes.

En una forma de ejecución preferida de la presente invención el polímero de éster acrílico contiene al menos un 20% molar de los monómeros acrilato de n-butilo o acrilato de 2-etilhexilo.

El estado técnico actual contempla la reticulación de masas autoadhesivas basadas en ésteres acrílicos, con el fin de mejorar sus propiedades técnicas de adherencia, sobre todo la resistencia al cizallamiento. A la vez, el grado de reticulación también influye en la resistencia al pelado, que es una medida de la adherencia de una masa autoadhesiva sobre un substrato concreto. Como regla empírica se puede afirmar: para una misma composición, cuanto más resistente es una masa autoadhesiva, menor es su resistencia al pelado. Una elevada resistencia al pelado, tanto de la lámina de PET como de la lámina de sPVC, es, junto a una gran cohesión, una condición necesaria para la unión suficiente de ambos materiales.

Debido a la necesaria cohesión hay que renunciar, tal como se ha dicho, al empleo de resinas adherentes, las cuales tienen sin embargo el sentido de incrementar la fuerza de pelado de una masa autoadhesiva. Por tanto, para compensar la falta de resinas, la masa autoadhesiva no debería estar reticulada o solo en muy poca medida. Así pues, es de suponer que, reticulando solo débilmente la masa autoadhesiva exenta de resina, se alcanza el compromiso entre una cohesión suficiente y la mayor adherencia posible al PET y al sPVC como componentes de la unión.

Frente a esta expectativa, los polímeros de éster acrílico, justamente muy reticulados, son capaces de resolver el problema de formar una unión estable.

La determinación del microdesplazamiento por cizalladura es una medida del grado de reticulación de una masa autoadhesiva. Para ello la masa autoadhesiva se aplica sobre una cara de un soporte dimensionalmente estable, de anchura definida, y con la superficie adherente libre se pega sobre un substrato de ensayo de acero, que está a una temperatura constante por encima de la temperatura ambiente. De un lazo del soporte dimensionalmente estable, preparado por debajo de la unión, se cuelga un peso definido y por medio de un sensor se registra y se graba la desviación de la muestra durante cierto tiempo. El método solo es preciso si se puede excluir un fallo de adhesión, tanto entre el soporte dimensionalmente estable y la masa autoadhesiva, como entre el substrato de ensayo y la masa autoadhesiva, es decir, de tal manera, que el microdesplazamiento por cizalladura refleje exclusivamente las propiedades viscoelásticas de la masa autoadhesiva.

Para comparar cuantitativamente muestras de masas autoadhesivas hay que asegurarse de que el gramaje sea igual, pues el microdesplazamiento es proporcional al gramaje.

El microdesplazamiento es nulo en caso de materiales totalmente inelásticos (no ocurre con las masas autoadhesivas) y puede alcanzar el valor máximo (en este caso 1000 \mum) cuando la masa autoadhesiva está débilmente reticulada o cuando no lo está en absoluto.

El método y su realización se explican con más detalle en los ejemplos, mediante ilustraciones.

La resistencia del laminado puede describirse como la fuerza necesaria para desdoblarlo y de aquí en adelante se denomina "fuerza de deslaminación". Para ello, el laminado, con el lado de PET hacia abajo, se pega sobre un riel auxiliar, que está montado en una máquina de ensayos de tracción. Por un extremo libre, desprendido del PET, se pela la lámina de sPVC a una velocidad definida, bajo un ángulo de 180º. En la práctica se ha demostrado que debe alcanzarse como mínimo una fuerza de deslaminación de 3 N/cm, si quiere evitarse que el laminado ya se separe al desenrollar la cinta, al coger un "asidero" para desenmascarar o durante el desenmascaramiento. Para el proceso es más seguro que la fuerza de deslaminación sea mayor de 5 N/cm.

Se ha visto que, para un microdesplazamiento menor de 60 \mum y una capa de adhesivo de 25 g/m^{2}, la fuerza de deslaminación requerida, mayor de 3 N/cm, preferiblemente mayor de 5 N/cm, se alcanza después de someter la cinta a un tratamiento térmico de 50 minutos a 170ºC, seguido de 50 minutos a 165ºC y luego 80 minutos a
145ºC.

Los polímeros de ésteres acrílicos suelen fabricarse en reactores previamente cargados con un disolvente adecuado, al cual se le añaden de golpe, o primero en parte, los monómeros, usualmente líquidos. La polimerización tiene lugar por adición de iniciadores radicalarios (por ejemplo peróxido de dibenzoílo o azobisisobutironitrilo). El calor de reacción desprendido se disipa a través de la refrigeración del disolvente a reflujo.

Al final de la polimerización resulta un copolímero disuelto que, según una primera aproximación, contiene los comonómeros distribuidos estadísticamente. Antes de su uso, es decir, de la aplicación sobre el soporte en forma de cinta, esta solución se diluye, casi siempre con disolventes, hasta llegar a una viscosidad adecuada para la
extensión.

La reticulación no se lleva a cabo hasta después de aplicar la solución, porque un polímero reticulado ya no fluye o solo de manera muy limitada. En este caso puede añadirse el agente reticulante a la solución o, como alternativa, se puede efectuar la reticulación a posteriori.

Como método de reticulación se conoce la adición directa de los iniciadores radicalarios antes citados antes de la aplicación. Estos agentes producen estadísticamente radicales en las cadenas principales de los polímeros y dichos radicales, en parte por recombinación, constituyen puntos de reticulación. Siempre que haya grupos funcionales reactivos del tipo ácido acrílico o hidroxilo se puede reticular con isocianatos polifuncionales, por ejemplo 4,4’-difenilmetan-diisocianato (MDI), hexametilen-diisocianato (HDI), toluen-diisocianato (TDI) o isoforon-diisocianato
(IPDI).

También son adecuados como reticulantes epóxidos polifuncionales como la poliglicidilamina.

Es muy corriente la reticulación con quelatos metálicos, como por ejemplo el acetilacetonato de aluminio, o con alcoholatos como los de titanio (por ejemplo tetrabutanolato de titanio). Esto presupone siempre el uso del ácido acrílico como comonómero, para formar carboxilatos con los iones metálicos polivalentes.

También cabe la posibilidad de reticular con metacrilato de glicidilo, como comonómero del polímero de ésteres acrílicos, una funcionalidad epoxi incorporada que reacciona con grupos hidroxilo o con ácido acrílico, sobre todo en presencia de un catalizador, formando una estructura reticulada.

Un método de reticulación que funciona sin productos químicos es el tratamiento con haces de electrones, que, de modo parecido a los iniciadores radicalarios, produce estadísticamente radicales a lo largo de las cadenas poliméricas principales, los cuales forman una estructura reticulada por recombinación parcial. La eficacia puede mejorarse añadiendo promotores, en general acrilatos polifuncionales.

Los mecanismos de reticulación mencionados también se pueden combinar.

La presente invención también contempla el uso de sistemas, denominados frecuentemente prepolímeros, que pueden aplicarse en estado fundido, sin disolventes, y se reticulan por radiación UV. En cada caso el grado de reticulación puede variarse parcialmente mediante la dosis de UV.

Como láminas de PVC flexible son adecuadas en principio todas las que se fabrican mediante procesos de calandrado, extrusión o moldeo y que van plastificadas interna o externamente. En caso de plastificación externa se prefieren los plastificantes poliméricos, pues los plastificantes monoméricos, como por ejemplo ftalatos, ésteres de ácidos dicarboxílicos alifáticos como los sebacatos, ésteres del ácido fosfórico o del ácido sulfónico, son volátiles a estas temperaturas tan altas. Como plastificantes poliméricos son apropiados, por ejemplo, los poliadipatos, polisebacatos, poli-ftalatos, trimelitatos. Para seguir aumentando la viscosidad del PVC flexible, también puede combinarse con poli(etileno-acetato de vinilo), caucho natural, copolímeros de butadieno-acrilonitrilo-estireno o poliolefinas
cloradas.

La estabilización térmica y oxidativa durante el proceso de fabricación de la lámina tiene especial importancia, debido a la gran carga térmica de los múltiples ciclos de temperatura. En tal caso no hay ninguna restricción de materiales y por lo tanto pueden emplearse en principio todos los estabilizantes corrientes del mercado, basados en plomo, bario, bario/cinc, calcio/cinc, estaño, o bien estabilizantes orgánicos como los aminocrotonatos, sobre todo junto a coestabilizantes eficaces en dosificación suficiente.

Se pueden agregar cargas para que la lámina de PVC flexible permanezca dimensionalmente estable durante los tratamientos térmicos, pero también por motivos económicos. Para ello se recomiendan especialmente carbonatos cálcicos como la creta, caolín, negro de humo, silicatos de los tipos Aerosil, hidróxido de aluminio, talco, dolomita, dióxido de titanio o sílice.

Para facilitar la transformación pueden añadirse lubricantes externos, como por ejemplo ceras amídicas, ácido esteárico, estearatos, oleatos o ceras sintéticas, así como lubricantes internos corrientes del mercado, a base de poli(metacrilato de metilo).

La coloración de la lámina de PVC flexible con cargas pigmentarias (por ejemplo dióxido de titanio, negro de humo, óxido de hierro, cromato de plomo, pigmentos de ftalocianina) o con colorantes orgánicos (por ejemplo del grupo de los colorantes azoicos o de antraceno) no solo tiene sentido estético, sino también funcional, porque proporciona al operario una buena distinción óptica respecto al substrato de la unión. De esta manera es fácil la detección óptica de los puntos de adhesión deficiente.

El poli(etilentereftalato) (PET) pertenece al grupo de los poliésteres termoplásticos y formalmente es un policondensado de ácido tereftálico con 1,2-etanodiol, que cristaliza rápidamente a partir del producto fundido, formando un plástico parcialmente cristalino. Las láminas de PET usuales del comercio se moldean primero por extrusión y a continuación se estiran biaxialmente. En el comercio puede adquirirse una cinta de gran anchura en distintos
espesores.

Conforme a la presente invención, como láminas de PET también se admiten láminas de materiales modificados, como PETG (PET modificado con glicol), o copoliésteres, en los que el ácido tereftálico está sustituido parcialmente por ácido isoftálico como ácido dicarboxílico aromático. Además el término "láminas de PET" también abarca variantes metalizadas, coextruidas o imprimadas.

Para elaborar el sistema bicapa constituido por una lámina de sPVC y otra de PET, el polímero de éster acrílico conforme a la presente invención se aplica sobre una de ambas caras enfrentadas, dejando preferentemente una película de 5 hasta 60 g/m^{2}, con especial preferencia de 10 hasta 40 g/m^{2}, y la otra lámina se pega ejerciendo presión para eliminar las burbujas de aire, por ejemplo con un equipo de laminación.

Antes de aplicar el adhesivo y de pegar el otro componente del laminado, las superficies de las láminas pueden tratarse opcionalmente por descarga corona, flameado, recubrimiento de plasma o imprimación química en húmedo, a fin de incrementar la adherencia.

Durante el proceso de laminación puede darse una estructura al compuesto de sPVC y PET mediante una máquina de gofrar.

Cumplen el proyecto de la presente invención todas las masas autoadhesivas, destinadas a la fijación de la cinta autoadhesiva sobre el marco de ventanilla, que resisten las elevadas exigencias de carga térmica durante el empleo de la cinta adhesiva, sin descomponerse, sin perder su adherencia o sin dejar restos de masa adhesiva tras el uso, y que muestran una fuerza de adherencia sobre KTL mayor de 2 N/cm, adecuada para esta aplicación.

Aquí hay que mencionar preferentemente masas autoadhesivas de caucho natural, mezcladas con resina y reticulables térmicamente o reticuladas por radiación, polímeros de ésteres acrílicos (con o sin adición de resinas adherentes), masas autoadhesivas de silicona y poliuretano, así como masas de caucho sintético, por ejemplo basadas en caucho de butilo, poliisobutileno o poli(etileno-acetato de vinilo).

Siempre que se hallen disponibles en la forma correspondiente todas las masas autoadhesivas pueden aplicarse en solución, en estado fundido o como dispersión acuosa sobre el soporte, empleando los medios de recubrimiento adecuados. Después del recubrimiento la cinta adhesiva puede enrollarse en bobinas o confeccionarse en forma de hojas o de piezas troqueladas.

La masa autoadhesiva puede estar aplicada sobre la cara de sPVC o sobre la de PET, pero preferentemente sobre la de PET, porque el efecto protector de la lámina de sPVC como capa superior es mejor contra el deterioro de los bordes de la cinta adhesiva durante el desenmascaramiento.

Según el tipo de masa autoadhesiva, las imprimaciones adecuadas son ventajosas para mejorar el anclaje.

Para facilitar el manejo, al dorso no adherente de la cinta adhesiva se puede aplicar un barniz reductor de la fuerza de desenrollado que contenga un agente separador, como silicona, compuestos organofluorados o poli(vinil-estearil-carbamato). Como alternativa la cinta adhesiva puede presentarse revestida de un material fácilmente separable, como por ejemplo un papel siliconado.

Las anchuras prácticas para el uso son de 10 hasta 30 mm, según el tamaño de la luna que deba montarse. Para un pegado curvilíneo, la anchura de la cinta adhesiva no debería ser mayor de 15 mm, porque una aplicación sin arrugas apenas es posible. Pero tampoco debería ser inferior a 10 mm, para que en cualquier caso haya una superficie lo bastante grande para la adhesión segura del adhesivo de la luna sobre el KTL al descubierto. Para la aplicación robotizada son habituales los anchos de 12 hasta 15 mm.

Asimismo la presente invención abarca el uso de la cinta autoadhesiva según la presente invención para enmascarar marcos de ventanilla, un marco de ventanilla enmascarado con una cinta autoadhesiva según la presente invención, así como un automóvil con un marco de ventanilla enmascarado con una cinta autoadhesiva según la presente
invención.

La cinta autoadhesiva de la presente invención se describe seguidamente por medio de ejemplos, según una forma de ejecución preferida, sin pretender limitar la invención de ningún modo. Asimismo se presentan ejemplos comparativos, en los que se describen cintas adhesivas inadecuadas.

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Ejemplos

Para ilustrar la presente invención se prepararon en total cinco muestras de cinta autoadhesiva basadas en las mismas láminas, dos de las cuales cumplen las condiciones de la presente invención, pero las otras tres no.

Láminas utilizadas

La lámina de sPVC, de 100 \mum de grosor, estaba compuesta por una receta única basada en un PVC plastificado con poliadipato y elaborada en una calandra. La resistencia de la receta para una elongación del 1% en la dirección de máquina fue de aproximadamente 18 N/mm^{2} a 23ºC.

Como lámina de PET se utilizó una de poli(etilen-tereftalato) estirada biaxialmente, de 25 \mum de grosor.

Todas las muestras se prepararon según el esquema siguiente:

La lámina de PET se imprimó en un equipo de aplicación de laboratorio con una capa de 0,8 g/m^{2} de una solución de poli(cloruro de vinilideno), para incrementar la adhesión. Sobre la imprimación se extendió con una barra aplicadora la solución del adhesivo, basado en un polímero de 50 partes de acrilato de butilo, 30 partes de acrilato de 2-etilhexilo, 10 partes de acetato de vinilo, 5 partes de metacrilato y 5 de ácido acrílico, reticulado o aditivado según la tabla 1, de manera que tras el secado quedó una capa de masa autoadhesiva de 25 g/m^{2}. El microdesplazamiento por cizalladura se midió con una muestra de ensayo.

La lámina de PET así recubierta se revistió con la lámina de PVC en un dispositivo de laminación formado por un cilindro de acero y otro de goma.

Los laminados se imprimaron en una máquina de aplicación de laboratorio, sobre la cara de poliéster, con una disolución de 2 partes de caucho natural en tolueno, mezclada con 1 parte de difenilmetandiisocianato, dejando un gramaje de 0,3 g/m^{2}. En una etapa siguiente las muestras se recubrieron por la cara de poliéster, sobre esta imprimación, con una masa autoadhesiva de caucho natural, dejando una capa de masa adhesiva de aproximadamente 30 g/m^{2}. La masa autoadhesiva de caucho natural estaba formada por 55 partes de caucho natural, 5 partes de óxido de cinc, 6 partes de resina de éster glicérido de colofonia, 6 partes de resina alquilfenólica, 26 partes de resina de hidrocarburo y 2 partes de aceite mineral. Las muestras se cortaron en tiras de 15 mm de ancho y se enrollaron sobre sí
mismas.

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TABLA 1 Reticulación y/o aditivación de la masa autoadhesiva básica de laminación, constituida por 50 partes de acrilato de butilo, 30 partes de acrilato de 2-etilhexilo, 10 partes de acetato de vinilo, 5 partes de metacrilato y 5 partes de ácido acrílico

1

Criterios de ensayo

Como criterios de ensayo decisorios para este planteamiento se tomaron en cuenta y se emplearon los siguientes:

\bullet: microdesplazamiento por cizalladura

\bullet: fuerza de deslaminación

Realización de los ensayos Microdesplazamiento por cizalladura

El criterio de ensayo del microdesplazamiento por cizalladura se explica en detalle mediante las figuras que se describen a continuación.

Figura 1 representa la preparación de la muestra a medir

Figura 2 representa el aparato necesario para la medición

Figura 3 representa la medición vista por delante

Figura 4 representa la medición vista de lado

En la figura 1 se representa la preparación de la muestra que hay que medir. Una tira de muestra (2) de anchura b = 10 mm, cuya lámina de PET está recubierta con un gramaje uniforme de 25 g/m^{2} del polímero de éster acrílico, se pega en sentido transversal con la masa adhesiva sobre una plancha de ensayo de acero (1) de anchura h = 13 mm, de tal modo, que la tira sobresalga algunos milímetros por arriba y algunos centímetros por abajo. La plancha tiene unos taladros (6) que permiten fijar la probeta recién preparada (15) al aparato de medición. El pegado se apretó tres veces con un cilindro de acero de 2 kg, a una velocidad de unos 10 metros por minuto, a fin de crear una presión definida. Al dorso de la tira de ensayo se pegó una tira autoadhesiva de refuerzo (4) formada por una lámina de poliéster de 100 \mum de grosor y se recortó a ras con la parte sobresaliente de pocos milímetros. La tira de refuerzo sirve de punto de apoyo sólido para el sensor del aparato medidor. Con la parte que sobresale varios centímetros se forma un lazo que se inserta en un corchete (5), del cual se cuelga luego el peso (3).

En la figura 2 se representa el aparato de medición (16) que lleva un elemento de calefacción eléctrico (10) para calentar el soporte metálico (9) de la muestra a la temperatura deseada por encima de la temperatura ambiente. Sobre el soporte (9) de la muestra, con los tornillos (11) que sirven para fijar las dos probetas que siempre se miden en paralelo, se halla el cabezal medidor (8) con los sensores micrométricos (7) y su superficie de contacto (12). Los sensores micrométricos (7) tienen un peso propio despreciable y se pueden mover en dirección vertical sin apenas rozamiento. La desviación vertical, de 1000 \mum como máximo, se registra y se graba mediante un agregado electrónico, con una resolución de 1 \mum, y se representa numérica o gráficamente mediante un programa informático adecuado. Los sensores de medición (7) siguen el descenso de las probetas por efecto del peso colgado y por lo tanto detectan el microdesplazamiento por cizalladura.

Las figuras 3 y 4 representan la medición vista por delante y de lado. La probeta (15) se fija al aparato medidor (16), previamente temperado a 40ºC, del modo indicado en las figuras. La superficie de contacto (12) de los sensores de medición (7) se sitúa sobre el borde superior de la probeta - que consta de la plancha de ensayo (1), la masa autoadhesiva (14), el soporte dimensionalmente estable

\hbox{(13) y la tira de refuerzo (4) 
- y la señal de medición se pone a cero.}

Cuando al cabo de unos minutos la plancha de ensayo (1) llega a la temperatura del soporte de la probeta (9), temperado por el elemento calefactor (10), se cuelga un peso (3) de 50 g en el corchete (5). En este momento empieza la medición.

A los 15 minutos se detiene la medición y el valor medio de ambos resultados se indica como microdesplazamiento por cizalladura en "\mum".

El resultado solamente es válido cuando no hay ningún fallo de adhesión.

Fuerza de deslaminación

De los rollos de muestra se pegan unas tiras sobre chapas de acero que primero se hornean 50 minutos a 170ºC en una estufa de recirculación de aire y después se enfrían 10 minutos a temperatura ambiente. A continuación se repite este procedimiento durante 50 minutos a 165ºC y otra vez durante 80 minutos a 145ºC. Mediante un cuchillo y empezando por un extremo se separa en cada tira la lámina de

\hbox{sPVC de la lámina de PET, arrancando 
algunos centímetros.}

Para medir la fuerza de deslaminación las chapas de acero enfriadas a temperatura ambiente (23ºC) se fijan en una máquina de ensayos de tracción, uniendo el cabezal medidor al extremo libre preparado de la lámina de sPVC.

A continuación se separa el sPVC del PET, bajo un ángulo de 180º, a una velocidad de 0,3 m/mm y se lee el valor medio de la fuerza de deslaminación en "N/cm".

El tipo de rotura puede utilizarse como información adicional. Si el adhesivo permanece cuantitativamente sobre una de ambas láminas, se trata de un fallo de adhesión; si el adhesivo se parte, es un fallo de cohesión. Entre ambos también se observa también una forma intermedia, la denominada rotura mixta.

Resultados

Los resultados están resumidos en la tabla 2.

TABLA 2 Resumen de los resultados de ensayo de las muestras de los ejemplos

2

Se demuestra que los valores de fuerza de deslaminación tras la carga térmica, necesarios para una aplicación eficaz, solo son alcanzados por las muestras que presentan un bajo microdesplazamiento por cizalladura.

Claims

1. Cinta autoadhesiva, especial para enmascarar marcos de ventanillas de automóviles, con un soporte formado por dos láminas superpuestas - la primera de poli(cloruro de vinilo) plastificado (sPVC) y la segunda de poli(etilen-tereftalato) (PET), estando ambas láminas unidas con una capa adhesiva de un polímero de éster acrílico, reticulado y exento de resina adherente, que se caracteriza por un microdesplazamiento de cizalladura menor de 60 \mum (para un gramaje de 25 g/m^{2}) y por una fuerza de deslaminación mayor de 3 N/cm - así como una masa autoadhesiva aplicada sobre el soporte.

2. Cinta autoadhesiva según la reivindicación 1, caracterizada porque la masa autoadhesiva va aplicada sobre la lámina de PET del soporte.

3. Cinta autoadhesiva según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque el dorso del material soporte exento de masa autoadhesiva va recubierto de un barniz separador que asegura al mismo tiempo una buena adhesión al apresto y a la pintura.

4. Cinta autoadhesiva según al menos una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el grosor total del soporte bicapa es de 90 a 300 \mum, preferiblemente de 130 a 250 \mum.

5. Cinta autoadhesiva según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el adhesivo laminado, exento de resinas adherentes y basado en un polímero de éster acrílico, es un copolímero de diversos ésteres acrílicos como acrilato de n-butilo, acrilato de t-butilo, metacrilato de n-butilo, metacrilato de t-butilo, acrilato de 2-etilhexilo, acrilato de metilo, acrilato de etilo, metacrilato de metilo, metacrilato de hidroxietilo, acrilato de hidroxietilo, acrilato de hidroxipropilo, acrilato de estearilo, acrilato de isobornilo, metacrilato de glicidilo, o de ácido acrílico o de monómeros no acrílicos como el acetato de vinilo, o una mezcla de distintos homopolímeros o copolímeros formados por monómeros de tipo éster acrílico.

6. Cinta autoadhesiva según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el polímero de éster acrílico contiene como mínimo un 20% molar de los monómeros acrilato de n-butilo o acrilato de 2-etilhexilo.

7. Cinta autoadhesiva según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la capa del adhesivo laminado tiene un gramaje de 5 hasta 60 g/m^{2}, preferiblemente de 10 hasta 40 g/m^{2}.

8. Cinta autoadhesiva según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el polímero de éster acrílico, exento de resinas adherentes y reticulado, presenta un microdesplazamiento por cizalladura inferior a 60 \mum (para un gramaje de 25 g/m^{2}) y una fuerza de deslaminación superior a 5 N/cm.

9. Uso de una cinta autoadhesiva, según al menos una de las reivindicaciones anteriores, para enmascarar marcos de ventanillas.

10. Marco de ventanilla enmascarado con una cinta autoadhesiva según al menos una de las reivindicaciones anteriores.

11. Automóvil con un marco de ventanilla enmascarado con una cinta autoadhesiva de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones precedentes.